【500KV變電站電氣一次電路設(shè)計(jì)8500字（論文）】

第頁(yè)3變壓器的選擇3.1主變壓器選擇3.1.1變壓器選擇原則變壓器的負(fù)荷選用方法根據(jù)規(guī)定以五到十年的擴(kuò)容進(jìn)行確定，它的容量按照當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)以及未來(lái)規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)。需要考慮的問(wèn)題有：當(dāng)一臺(tái)變壓器出現(xiàn)問(wèn)題或停止使用時(shí)，另外一臺(tái)變壓器在一定時(shí)間內(nèi)可以承擔(dān)起所有類型負(fù)荷的用電需求。3.1.2變壓器的選擇1.主變壓器容量確定:變壓器應(yīng)考慮加接負(fù)荷的情況，需要考慮容量冗余百分之十到百分之十五。依照選擇原則可知:第一:兩組主變壓器要能應(yīng)對(duì)變電站運(yùn)行的最大負(fù)荷，依照設(shè)計(jì)原則容量要超過(guò)。第二:單組變壓器要能應(yīng)對(duì)變電站運(yùn)行最大負(fù)荷的百分之六十到百分之七十，依照設(shè)計(jì)原則要在之間。綜上所述，選擇兩組變壓器的容量為。2.主變形式確定：在此設(shè)計(jì)中，通常使用三個(gè)單相自耦變壓器，而500KV變壓器通常使用連接。3.主變接線確定：當(dāng)一組變壓器選用連接組號(hào)時(shí)，運(yùn)行可以達(dá)到同步運(yùn)行的效果。并且連接方法可以使調(diào)壓數(shù)值達(dá)到額定值的15％，相較于其它變壓器接線方法提高了10％。綜合以上數(shù)據(jù)，查閱資料，可以發(fā)現(xiàn)，選擇西安變壓器廠的ODFPSZ-250000/500型電力變壓器作為主變壓器。ODFPSZ-250000/500型電力變壓器技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3.1。表3.1主變參數(shù)主變型號(hào)（單相）額定容量（KVA）各級(jí)額定電壓（KV）空載損耗負(fù)載損耗阻抗電壓％聯(lián)結(jié)組號(hào)高中低高中高低中低ODFPSZ-250000/500250000500/230/9*1.3％3514554111.838.524.8YN,a0，d113.2站用變壓器選擇1.站用變壓器容量的確定：站用變?nèi)萘恐饕紤]變電站主要設(shè)備的需要，變電站照明以及繼電保護(hù)的用電負(fù)荷?？紤]的用電冗余，站用變壓器選定容量為625KW。2.站用變壓器型式的確定：為確保站用電的穩(wěn)定性，通常安裝兩臺(tái)站用變壓器。兩臺(tái)站用變的聯(lián)結(jié)組別需要相同，目的是確保輸出電壓一致。這里選用的連接組別是聯(lián)結(jié)方法，它的優(yōu)點(diǎn)是三相短路差別小，輸出電壓以及阻抗幾乎相同。使變壓器的保護(hù)更加簡(jiǎn)單并且可靠。通常站用變壓器選用的是標(biāo)準(zhǔn)阻抗的型號(hào)。綜合以上數(shù)據(jù)，查《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》使用站用變壓器。變壓器參數(shù)如表3.1所示.表3.1SC9-315/35型電力變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)表型號(hào)額定容量（KVA）額定電壓（KV）聯(lián)接組標(biāo)號(hào)SC9-315/35800高壓低壓D,yn1135±2*3.5％0.4空載損耗（W）負(fù)載損耗（W）空載電流(％)阻抗電壓（％）130048002.064短路電流計(jì)算4.1短路故障的危害在電力系統(tǒng)，相與相之間或相與地之間的在不通過(guò)負(fù)荷的情況下而直接連接的故障定義為短路。產(chǎn)生的危害是短路時(shí)產(chǎn)生的高達(dá)數(shù)萬(wàn)安的電流會(huì)產(chǎn)生高溫，當(dāng)設(shè)備的承受不了高溫時(shí)就會(huì)故障甚至損壞。短路形成的電動(dòng)能也會(huì)破壞設(shè)備的結(jié)構(gòu)造成損壞。根據(jù)公式電流和電壓成反比，當(dāng)電流過(guò)大，電壓會(huì)急劇下降，導(dǎo)致用電設(shè)備停運(yùn)甚至報(bào)廢。4.2短路電流計(jì)算的目的通過(guò)短路計(jì)算得出的可以設(shè)計(jì)接線方案，當(dāng)發(fā)生事故是可以及時(shí)的做出反應(yīng)。還可以根據(jù)計(jì)算出的數(shù)值選擇設(shè)備，對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行比較可以有效的降低短路電流造成的設(shè)備損壞。4.3短路電流的計(jì)算方法要想計(jì)算出短路電流，首先需要計(jì)算的是：短路的那個(gè)位置到電源的環(huán)路的總阻抗值。標(biāo)準(zhǔn)單位值以及著名值方法可以計(jì)算出電路組件的電氣參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)單位值又可以稱之為相對(duì)單位值。它是任意一個(gè)參數(shù)與其參考值的比率，是無(wú)單位量。單位值能個(gè)表示電路中原件的各種參數(shù)，這就是單位值方法。基于組件的參數(shù)來(lái)計(jì)算出實(shí)際的電路組件參數(shù)，就是我們眾所周知的方法——值方法。在1KV以下的電壓供電系統(tǒng)的短路計(jì)算中，值方法使用較為頻繁。4.4短路電流計(jì)算結(jié)果根據(jù)保護(hù)整定的計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)，各短路點(diǎn)選擇如圖4.1。圖5.1短路點(diǎn)選擇圖依照上圖4.1對(duì)以上各點(diǎn)分別進(jìn)行短路計(jì)算，結(jié)果如下：f點(diǎn)短路時(shí)==1/(0.06+0.05)=9.091==9.091×=4.338=2.55×=2.55×4.338=11.062KA==×4.338=3.757KA最大運(yùn)行方法下：f點(diǎn)短路時(shí)==1/(0.04+0.05)=11.111==11.111×=5.302=2.55×=2.55×5.302=13.520KA==×5.302=4.592以下各點(diǎn)同上得短路計(jì)算值如表5.1所示：表5.1短路計(jì)算結(jié)果表短路點(diǎn)三相短路電流(KA)沖擊電流(KA)二相短路電流(KA)最大運(yùn)行方法最小運(yùn)行方法最大運(yùn)行方法最小運(yùn)行方法最大運(yùn)行方法最小運(yùn)行方法f15.3024.33813.52011.0624.5923.757f216.65815.70642.47840.05014.42613.602f313.25712.48636.02830.24012.57211.541f413.10412.02435.48128.72511.41210.050f52.8322.7407.3857.1522.4822.342f62.9412.8307.4007.2172.5472.451f72.6552.4057.5827.6132.7242.095f82.7522.6706.9887.0252.4162.387f131.7481.6124.5604.8901.4761.396f141.7611.6434.5234.7571.4231.376f151.6891.5874.4014.6501.3881.354f161.6751.6014.4754.6781.4011.362f171.1201.0973.3393.2492.6751.482f181.2251.2043.3563.2852.7051.7475電氣設(shè)備的選擇5.1電氣設(shè)備選擇一般條件變電站電氣設(shè)備一般情況下都是以設(shè)備正常運(yùn)行下的參數(shù)作為選型依據(jù)，還要在短路條件是下對(duì)設(shè)備的熱效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算以及對(duì)動(dòng)穩(wěn)定性進(jìn)行試驗(yàn)，才能把證設(shè)備在各種環(huán)境下正常穩(wěn)定的使用。并且要滿足下列條件：（1）額定電壓：,其中為所選設(shè)備的額定電壓值，是其所在電網(wǎng)的額定電壓值。（2）額定電流:,其中為所選設(shè)備的額定電流值，是其所在電路的可持續(xù)共作的最大電流值。（3）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)當(dāng)短路電流通過(guò)電氣設(shè)備時(shí)，其熱效應(yīng)不應(yīng)超過(guò)允許值：--It--T--保護(hù)動(dòng)作的總時(shí)間。（5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)的含義為短路電流通過(guò)設(shè)備時(shí)，設(shè)備能夠抵抗電動(dòng)力的機(jī)械能的程度。--短路沖擊電流；--電氣設(shè)備允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流。5.2斷路器的選擇在高壓電網(wǎng)中，線路的關(guān)斷與切換離不開(kāi)高壓斷路器，而高壓斷路器的安全性以及穩(wěn)定性是非常重要的，在500KV的線路中斷路器的選型通常SF6斷路器，原因是SF6斷路器的高相比較與其他高壓斷路器穩(wěn)定性高，并且通常情況下不需要維護(hù)，所以選擇SF6斷路器。對(duì)各個(gè)電壓側(cè)的電流進(jìn)行計(jì)算得到以下數(shù)據(jù)：（1）500KV側(cè)Imax（2）200KV側(cè)I（3）35KV側(cè)I根據(jù)Un≥Uns、In≥Imax進(jìn)行斷路器的選擇，選擇結(jié)果如下表5.1所示。表5.1斷路器的型號(hào)選擇電壓等級(jí)型號(hào)額定開(kāi)端電流（kA）額定閉合電流峰值（kA）熱穩(wěn)定電流（kA）動(dòng)穩(wěn)定電流（kA）500KV5QF-A-3150-505012550125220KV2QF-A-2500/40401254012535KVZN12-35803001203005.3隔離開(kāi)關(guān)的選擇隔離開(kāi)關(guān)的選擇原理幾乎與高壓斷路器的選擇原理一樣，唯一不同的是隔離開(kāi)關(guān)不需要進(jìn)行開(kāi)斷功能的效驗(yàn)。隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)該與高壓斷路器配套，出現(xiàn)短路等問(wèn)題的時(shí)侯隔離開(kāi)關(guān)是否損壞要根據(jù)斷路器是否能夠即使的關(guān)斷來(lái)確定。由于兩者串聯(lián)在一起，所以他們的短路數(shù)據(jù)完全一樣。由上節(jié)比較計(jì)算，選擇隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)如下表5.2所示。表5.2隔離開(kāi)關(guān)的選擇電壓等級(jí)型號(hào)動(dòng)穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流有效值（kA）500KVSSBIII-AW550/31505014200KV2QS-1A-2500/401005035KVGN4-35W1041205.4互感器的選擇5.4.1互感器的介紹互感器的原理與變壓器類似，都是通過(guò)兩個(gè)線圈利用磁場(chǎng)感應(yīng)使高電壓降低方便進(jìn)行測(cè)量。利用互感器是因?yàn)楦唠妷弘妷禾叨豢梢灾苯舆M(jìn)行測(cè)量與監(jiān)控，所以利用轉(zhuǎn)換將高低壓轉(zhuǎn)換成低電壓在進(jìn)行變比計(jì)算得出電壓的值。電流互感器與電壓互感器的原理類似，只是換算的方式不同。1.互感器的選用要點(diǎn):(1)互感器高壓側(cè)的額定電流以線路使用時(shí)的負(fù)載電流的1倍到1.3倍(2)電流互感器的額定電壓不低于所在電網(wǎng)的額定電壓(3)根據(jù)要求選擇測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確度(4)根據(jù)要求確定變比與匝數(shù)5.4.2電流互感器的選擇電流互感器選用的技術(shù)條件：1.互感器一次側(cè)的選擇條件：I式中UN2.互感器二次側(cè)的選擇條件電流互感器二次側(cè)的電流有和兩種，高壓電網(wǎng)中一般使用二次側(cè)電流電流互感器。各電壓等級(jí)電流互感器的選擇參數(shù)如表5.3所示表5.3電流互感器的選擇參數(shù)電壓等級(jí)型號(hào)額定電流比（A）3s熱穩(wěn)定電流（kA）動(dòng)穩(wěn)定電流（kA）額定輸出（kA）500KVLB2-5002×1250/12×252×62.550220KVLB-220W2×1250/12×252×62.55035KVLVB-3550/5-10000/175188505.4.3電壓互感器的進(jìn)擇對(duì)互感器種類和形式的選擇擇針對(duì)不同的安裝位置以及使用的條件要求不等，選擇適用的電壓互感器的形式和種類也非常重要。電壓互感器高壓側(cè)若接的是線電壓則選定得電壓應(yīng)為所在電網(wǎng)額定電壓得，高壓側(cè)若接的是相電壓則選定得電壓應(yīng)為所在電網(wǎng)額定電壓得電壓互感器低壓側(cè)若接得是線電壓則選定額定電壓為,電壓互感器低壓側(cè)若接得是線電壓則選定額定電壓為各電壓等級(jí)電壓互感器的選擇型號(hào)及參數(shù)如表5.4所示表5.4電壓互感器選擇參數(shù)設(shè)備名稱額定電壓（kV）最高工作電壓（kV）額定電壓比電容分壓器總額定電容值(pf)外絕緣最小有效爬電距離(mm)500KV電容式電壓互感器500/500/（500/）/（0.1/）/（0.1/）/0.15000137500220KV電容式電壓互感器252/252/（220/）/（0.1/）/0V電容式電壓互感器40.5/40.5/（35/）/（0.1/）/0.1500012505.4.4電抗器的選擇電抗器多數(shù)情況下會(huì)并聯(lián)在高壓側(cè)得目線上，這樣做的目的是補(bǔ)償線路中的電容以及吸收無(wú)功功率，降低電網(wǎng)中過(guò)高的電壓。減少電力輸送中產(chǎn)生電能損耗。電抗器的選擇應(yīng)該滿足以下各項(xiàng)要求1.根據(jù)其結(jié)構(gòu)，超高壓并聯(lián)電抗器可分為油浸式以及干式空芯電抗器，每種電抗器可分為三相電抗器。和由單相組成的三相電抗器。目前，超高壓系統(tǒng)并聯(lián)電抗器采用油浸式并聯(lián)電抗器較多。2.根據(jù)額定電壓的選擇滿足電抗器的選型如表5.5所示。表5.5電抗器選型以及技術(shù)參數(shù)設(shè)備名稱型式額定電壓最高工作電壓額定電流（A）爬電距離（mm）500KV并聯(lián)電抗器戶外單相油侵式500/500/160A13750mm附套電流互感器35KV串聯(lián)電抗器戶外單相，干式空心35/40.5/100A1250mm中性點(diǎn)電抗器戶外油侵式72.572.530A（暫定）2175mm附套電流互感器電流互感器動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)ies≥ish500KV35KVish≤ies＝160KAish≤ies＝100KA通過(guò)以上數(shù)據(jù)可知選擇的電抗器滿足條件。 5.4.5電容器的選擇并聯(lián)電容器應(yīng)當(dāng)在35KV側(cè)的電路中，其功能是對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，提升電網(wǎng)傳送效率，降低功率損失并提高工業(yè)用電以及居民電的質(zhì)量。串聯(lián)電抗器用來(lái)改善供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，在無(wú)功補(bǔ)償裝置投入電網(wǎng)時(shí)，可以有效的降低送點(diǎn)瞬間的涌流。35kv電容器的選擇如下表5.6所示表5.6電容器參數(shù)35kv高壓并聯(lián)電容器總?cè)萘浚?0MAvar成套裝置單臺(tái)電容器單元容量為334Kvar或500Kvar接線方法：雙/星型接線外絕緣最小有效爬電距離：1250mm6防雷及接地保護(hù)6.1變電站防雷設(shè)計(jì)變電站防雷保護(hù)裝置的作用為通過(guò)尖端放電將雷電引入避雷裝置并送入地下。它是通過(guò)避雷針、避雷線、避雷器、和良好的接地裝置的聯(lián)合，保護(hù)變電站的設(shè)備。6.1.1避雷針的結(jié)構(gòu)和保護(hù)原理避雷針由三部分構(gòu)成。接閃器由三根鋼管拼接構(gòu)成；變電站內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)組成引流體；接地裝置利用接地網(wǎng)和用角鋼集中接地，與引流體并聯(lián)后可靠連接。接閃器必須比變電站內(nèi)的設(shè)備高，通過(guò)尖端電荷引雷到本身，使變電站內(nèi)設(shè)備免受損壞。雷電經(jīng)接閃器至引流體把雷電引流到接地裝置中接入大地。6.1.2避雷器的選擇當(dāng)變電站的設(shè)備或線路遭受雷擊時(shí)，雷電造成的過(guò)電壓波沿著線路傳入變電站避雷器中，若過(guò)電壓波超過(guò)避雷器防護(hù)能力時(shí)，避雷器放電將過(guò)電壓波控制在被保護(hù)設(shè)備能夠承受的沖擊電壓之下，使設(shè)備收到保護(hù)。避雷器的連接如圖6.1所示。圖6.1避雷器的接線查閱相關(guān)資料避雷器的選型如表6.1。表6.1避雷器的選型額定電壓避雷器型號(hào)（kV）(kA)35kVFZ-353501.41220kVFZ-220J1200-14004.35-5.38500kVFCZ-500J2060-30108.63-106.2變電站接地設(shè)計(jì)6.2.1變電站接地設(shè)計(jì)的必要性變電站接地分為工作接地、保護(hù)接地以及防雷保護(hù)接地。接地網(wǎng)和接地線是兩種設(shè)計(jì)。如若接地網(wǎng)沒(méi)有較準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)，那么直接就會(huì)導(dǎo)致接地的那部分電位不均衡分布，從而導(dǎo)致其它某部分的電位超過(guò)其規(guī)定的安全值。更為嚴(yán)重的是，這將直接影響到現(xiàn)場(chǎng)人員的生命安全，造成不可逆轉(zhuǎn)的事故。因此，變電站務(wù)必要注意接地設(shè)計(jì)的安全性及合理性。6.2.2變電站接地設(shè)計(jì)原則眾所周知，電壓與電流成反比。接地網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)要求：（1）使用變電站建筑地基中的鋼筋和自然接地金屬共同連接在一起作為接地網(wǎng)；（2）應(yīng)當(dāng)在一般接地物的基礎(chǔ)上，加入人工接地體輔助，并盡可能使用閉環(huán)；（3）應(yīng)當(dāng)將所有接地網(wǎng)合并在一起并使用一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行接地的方法啊7主變壓器的繼電保護(hù)本章依據(jù)《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)章》著重介紹微機(jī)保護(hù)、瓦斯保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)。繼電保護(hù)應(yīng)當(dāng)以合理的運(yùn)行方法和故障類型為前提下，同時(shí)滿足穩(wěn)定性、速動(dòng)性、靈敏性以及靈敏性四種最基本的要求。7.1微機(jī)保護(hù)微機(jī)保護(hù)比較于傳統(tǒng)的保護(hù)方法，電流互感器的二次側(cè)電流不再需要進(jìn)行并聯(lián)差接，減少了因電流互感器變比不匹配以及二次側(cè)負(fù)擔(dān)不平衡所殘剩的不穩(wěn)定電流。同時(shí)，針對(duì)500KV變電站的故障，微機(jī)繼電保護(hù)能更快速的檢查，節(jié)省了大量的時(shí)間。7.2瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)是變壓器繼電保護(hù)中不可替代的保護(hù)，他根據(jù)變壓器油箱內(nèi)部氣體的變化進(jìn)行保護(hù)。尤其是對(duì)變壓器各種短路引起的事故起到保護(hù)的重要作用。瓦斯保護(hù)的保護(hù)方式簡(jiǎn)述：當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生短路并產(chǎn)生高壓電弧時(shí)，變壓器內(nèi)部的絕緣油被分解產(chǎn)生大量的氣體。瓦斯保護(hù)中起首要作用的是氣體繼電器，當(dāng)變壓器油